Informação Tecnológica e Seleção de Materiais

Transcrição

Technological Information and Materials Selection
Leandro Innocentini Lopes de Faria – [email protected]
Universidade Federal de São Carlos/Departamento de Engenharia de Materiais - Brasil
José Angelo Rodrigues Gregolin – [email protected]
Universidade Federal de São Carlos/Departamento de Engenharia de Materiais - Brasil
Raimundo Nonato Macedo dos Santos – [email protected]
Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo/CITEC - Brasil
ABSTRACT
The selection and substitution of materials is one of the most complex steps in the
process of product development, because of the number of available materials and the variety
of criteria to attend on the several applications. The now existing procedures for materials
selection haven't been attending the industrial needs for using the information on materials
and processes.
In this work, an information treating procedure has been developed and it includes
search, recovering and bibliometric treating of information available for eletronic databasis,
useful for the materials selection and substitution. The procedure permits a periodic
knowledge updating and monitoring of technological innovation.
The steps of the procedure include a subject contextualization by using de IPC International Patent Classification, the integration of information recovered from several
sources in an Operational Database and presentation of results in the form of tables and
graphics, after automatic bibliometric treating of the information. The procedure is useful for
identifying researchers, companies, researches institutions as well as materials and
technologies dealing with the focused subject.
In order to study the application of the procedure, the product "brake lining pads" and
the themes "asbestos-free materials" and "noise and vibrations" have been focused. The
results show that asbestos-free brake lining pads have been obtained by many available
materials compositions, but the most studied is the substitution of asbestos by other fibers, in
a polymeric matrix composite. The results also show that noise and vibration of brake system
have been studied by mathematic modelling, computer simulation and specific designed tests,
and that the materials themselves haven't been taking an important role on this kind of
problem solving.
The information treating developed procedure can be very useful for suport decision
on materials selection and substitution, specially for complex situations.
PALAVRAS-CHAVE: Seleção de Materiais; Substituição de Materiais; Pastilhas de Freio;
Informação Tecnológica; Tratamento Automatizado da Informação; Classificação
Internacional de Patentes; Bases de Dados.
KEYWORDS: Materials Selection; Materials Substitution; Brake Lining Pads; Technological
Information; Automatized Information Treatment; International Patents Classification;
Databasis.
International Journal of Information Sciences for Decision Making
N°2 - April 1998
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INTRODUÇÃO
Posicionada na interface entre as áreas de Materiais e de Design do Produto, a seleção
ou substituição de materiais pode ser compreendida como uma atividade voltada para a
determinação da estética, da qualidade, do custo e da integridade química, física, funcional, de
forma e de dimensões dos produtos, durante a realização das tarefas para as quais foram
projetados. A crescente busca das indústrias por competitividade torna maior a importância da
Seleção de Materiais, uma vez que a sua boa realização pode refletir em menores custos,
maior durabilidade e melhor performance do produto, dentre outros ganhos. Apesar dessa
importância, que vem crescendo também com o aumento do número e especificidade dos
materiais disponíveis, os atuais procedimentos de realização da seleção de materiais ainda não
atendem satisfatoriamente às novas necessidades da indústria(1,2).
O procedimento tradicional para a realização da seleção ou substituição de materiais é
composto, simplificadamente, por duas etapas principais: a) a identificação de restrições e
necessidades baseadas na análise do design de produto ou na detecção de falhas no produto já
em uso, e b) a indicação do material que melhor atende a essas restrições e necessidades,
usando, para isso, dados encontrados em handbooks, bases de dados numéricas, ensaios de
laboratórios, experiências pessoais e outras fontes de informação. Esse procedimento limita o
aproveitamento das informações sobre os novos materiais e processos.
Algumas alternativas de apoio à seleção têm sido buscadas, como o uso de guias,
bases de dados fatuais, softwares, sistemas especialistas e outras. De qualquer maneira, um
procedimento plenamente satisfatório, definitivo, ainda não foi desenvolvido(3).
Quando é necessária a seleção de materiais com base na sua resistência ao desgaste, a
questão é ainda mais complexa, pois o desgaste é um fenômeno dependente do material e
também do sistema em que este é aplicado. Torna-se então impraticável um ensaio universal
para avaliar a resistência ao desgaste e a obtenção de dados confiáveis sobre a resistência dos
materiais em condições reais de operação(4).
O número de fontes de informação científica e tecnológica tem crescido
exponencialmente e o desenvolvimento dos bancos de dados eletrônicos, tais como Dialog,
Questel-Orbit e STN, permite cada vez mais o acesso à informação na dimensão global,
sem necessidade de deslocamento físico e em tempo real. Muitas dessas fontes apresentam
informações sobre materiais, seus processamentos, propriedades e custos e podem ser
empregadas como apoio à tomada de decisão na Seleção de Materiais(5). É o caso das bases de
dados World Patent Index Latest, Compendex, Metadex, Rapra, Enginnering Materials
Abstracts e Chemical Abstracts, dentre outras.
Outra fonte de informação importante é a Classificação Internacional de Patentes CIP, disponibilizada para consulta através da base de dados em CD-ROM IPC:CLASS. A
CIP é o sistema de classificação documentária que organiza os documentos de patentes,
procurando manter uma neutralidade quanto à sua linguagem e vocabulário. Através da CIP é
possível observar como um assunto se insere em uma esfera maior do contexto de sua
tecnologia, ou, por outro lado, como a tecnologia envolvida se divide em "sub-temas"
associados ao assunto, permitindo o planejamento de uma estratégia de busca adequada à
recuperação de informação referente à questão a ser respondida. A Classificação Internacional
de Patentes é também útil para a obtenção de informações sobre inovações tecnológicas(5,6).
A maior facilidade de acesso às fontes de informação e o constante crescimento do
volume de conhecimento gera um fenômeno conhecido como super-oferta de informação,
caracterizado pela abundância de informações pertinentes ao assunto estudado e a
conseqüente dificuldade na identificação das informações realmente vitais. Devido à
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impossibilidade de leitura humana de grandes volumes de informação, é necessário o
desenvolvimento de procedimentos de tratamento automatizado que permitam a identificação
das informações vitais, em meio ao grande volume de informações úteis(5,6,7,8).
Algumas metodologias da Bibliometria já têm sido empregadas com sucesso em
outras áreas, notadamente na realização da Inteligência Competitiva e do Monitoramento
Tecnológico, para disponibilizar a informação vital ao tomador de decisão. Essas
metodologias procuram evidenciar os principais temas de pesquisa, pesquisadores e
instituições ligados a um assunto focalizado e podem ser adaptadas à realização da seleção ou
substituição de materiais(2,9). Os estudos bibliométricos baseiam-se principalmente na
aplicação das leis de Zipf, de Bradford e de Lotka, que descrevem os fenômenos relacionados
à distribuição de freqüência dos registros de documentos ou dos elementos neles contidos(10).
Para estudar a aplicação de metodologias da Bibliometria como auxílio à Seleção ou
Substituição de Materiais, foi realizado um estudo sobre o produto “pastilha de freio” e os
temas "eliminação do amianto dos materiais de fricção" e "ruídos e vibrações do sistema de
freio".
PROCEDIMENTO
O estudo realizado envolveu a identificação dos temas "eliminação do amianto dos
materiais de fricção utilizados em pastilha de freio" e "ruídos e vibrações do sistema de
freios", considerados como importantes por especialistas no assunto. A partir da definição
desses temas, procurou-se verificar a sua real importância e identificar informações vitais de
caráter técnico (materiais disponíveis para a fabricação do produto focalizado e as matériasprimas empregadas) e estratégico (temas de pesquisa, pesquisadores, empresas e instituições
de pesquisa ligados ao produto focalizado). O procedimento adotado envolveu as seguintes
etapas:
Contextualização do assunto
Como forma de adquirir rapidamente conhecimentos sobre o assunto em questão,
foram feitas consultas ao SAE - Handbook, ao ASM - Metals Handbook e à base de dados
IPC:CLASS, incluindo a Classificação Internacional de Patentes e seus índices.
Seleção de bases de dados úteis como fontes de informação e recuperação da informação
As bases de dados Ei Compendex Plus, Metadex, Engineered Materials Abstracts
e Materials Business File foram selecionadas como fontes de informação para a realização
deste trabalho. Em conjunto, elas abordam o sistema de freio e os materiais empregados na
fabricação da pastilha de freio, tanto do ponto de vista da engenharia e seus sistemas, ensaios
e equipamentos, como do ponto de vista técnico e comercial dos materiais, sejam eles
metálicos, poliméricos, cerâmicos ou compósitos. As buscas realizadas nestas bases de dados
foram amplas, procurando recuperar a maior parte da informação disponível sobre freios,
amianto, ruídos e vibrações, sem a preocupação de evitar a informação dispersiva.
Reformatação dos dados e criação da Base de Dados Operacional
Para facilitar a integração de dados provenientes das diferentes bases de dados
utilizadas e a sua posterior recuperação de maneira unificada, foi criada uma base de dados
chamada Operacional. Antes de serem consolidados na Base de Dados Operacional, os
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registros passaram por um processo de reformatação para adquirirem um padrão único de
apresentação. Após a reformatação, a criação da Base de Dados Operacional foi realizada
através da importação dos dados pelo software Folio Views.
Consulta à Base de Dados Operacional
A partir da base de dados operacional foram feitas buscas para a recuperação de
registros referentes ao produto pastilha de freios e aos temas "eliminação de amianto dos
materiais de fricção para pastilha de freios" e "ruídos e vibrações do sistema de freios". Esses
três subconjuntos de registros, apresentados na TABELA 1, foram preparados separadamente
para o tratamento bibliométrico.
TABELA 1: Expressões de busca utilizadas na recuperação de registros na Base de Dados
Operacional.
TABLE 1: Search strategies used to recover information of the Operational Database
Tema Focalizado
Expressão de Busca
No de
Registros
"pastilha
de
freio" (brake or brakes) and (lining or linings or pad
196
(busca I)
or pads)
"eliminação do amianto busca I and ("asbestos-free" or "non31
dos materiais de fricção asbestos" or (asbestos and (eliminat* or
para pastilha de freio"
substitut* or replac*)))
"ruídos e vibrações do busca I and (noise or vibration*)
21
sistema de freio"
Reformatação para tratamento bibliométrico
Os três conjuntos de registros recuperados a partir da Base de Dados Operacional
passaram por mais uma etapa de reformatação para realização de ajustes finais antes do
tratamento bibliométrico.
Tratamento bibliométrico
Para a realização dos tratamentos bibliométricos necessários a esse trabalho, foi
utilizado o software Dataview, desenvolvido pelo Centre de Recherche Rétrospective de
Marseille - CRRM. O tratamento realizado envolveu a determinação das freqüências de
ocorrência de palavras (número de registros em que uma palavra ocorre) e de co-ocorrência
de palavras (número de registros em que duas palavras definidas ocorrem). Através desse
tratamento, os dados textuais foram transformados em dados numéricos. Estes foram
utilizados para a classificação da informação em Trivial, Útil ou Dispersiva e a apresentação
dos principais temas de pesquisa, materiais, matérias-primas, empresas e pesquisadores
ligados ao produto focalizado e as redes de relacionamento existentes entre esses elementos.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Contextualização do Produto
Através de consultas à Classificação Internacional de Patentes foi possível adquirir
rapidamente uma visão geral sobre produtos, tecnologias e materiais relacionados ao assunto
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focalizado. Essa etapa permitiu um preparo conceitual, facilitando o trabalho de um
especialista em materiais ou em informação com pouca familiaridade em relação ao produto
pastilha de freio.
Foram identificados dois focos importantes sobre o assunto freios na Classificação
Internacional de Patentes: as Sub-Classes B60T - "Sistemas de controle de freios e suas
partes" e F16D - "Acoplamentos; Embreagens; Freios.
A Sub-Classe B60T e seus grupos componentes, mostrados na FIGURA 1, tratam de
aspectos relativos ao controle de freios. Por exemplo, em relação aos sistemas de freios,
podem ser vistos aspectos relativos à iniciação e transmissão de sua ação desde o pedal até os
elementos finais atuantes. Além disso, a FIGURA 1 mostra que a transmissão pode ser ou não
assistida por mecanismos que atuem como multiplicadores da força aplicada pelo motorista ao
pedal de freio, e que esses mecanismos de assistência podem ser mecânicos, hidráulicos,
pneumáticos ou a vácuo. Verifica-se também que são importantes as modificações para
facilitar o resfriamento dos freios, os mecanismos para ajustar a força de frenagem, o controle
de frenagens contínuas e aspectos relacionados a válvulas e outras peças para sistemas de
freio.
FIGURA 1: Sub-Classe B60T e os aspectos de controle da ação dos freios.
FIGURE 1: Sub-Class B60T and brakes action control features.
A Sub-Classe F16D e seus grupos contemplam aspectos mecânicos dos freios. As
FIGURAS 2 e 3 apresentam os tipos de freios existentes: freios a tambor, a disco, de
resistência a fluidos e automáticos, dentre outros. São mostradas as peças e as combinações
entre freios, embreagens e acoplamentos.
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FIGURA 2: Sub-Classe F16D e os aspectos mecânicos dos freios. Continua na FIGURA 3.
FIGURE 2: Sub-Class F16D and brakes mechanical features. Continues in FIGURE 3.
FIGURA 3: Sub-Classe F16D e os aspectos mecânicos dos freios. Continuação da FIGURA
2.
FIGURE 3: Sub-Class F16D and brakes mechanical features. Continuation of FIGURE 2.
Como continuidade à contextualização por meio da consulta à Classificação
Internacional de Patentes - CIP, foi possível identificar o grupo C08J-005/14 "Manufatura de
artigos ou de materiais abrasivos ou de fricção", referente às patentes que tratam dos materiais
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utilizados na fabricação de pastilhas de freio. Outros aspectos referentes as pastilhas de freio
são apresentados na TABELA 2.
TABELA 2: grupos da Classificação Internacional de Patentes que tratam de materiais de
fricção.
TABLE 2: International Patents Classification groups that focus in friction materials.
Grupos da
Assuntos abordados
CIP
B21J-015/14
máquinas de rebitar especiais para artigos específicos, p.e., materiais
de fricção
B29L-031:16
modelagem ou união de plásticos ou materiais no estado plástico para
fabricação de elementos de fricção, p.e., materiais de fricção para
freios
F16D-065/04
Montagem de lonas, sapatas ou pastilhas
F16D-069/02
fixação do revestimento (de pastilha ou lonas)
Informações obtidas através de tratamento bibliométrico dos dados
•
Aspectos estratégicos relacionados ao assunto "pastilha de freio"
O tratamento bibliométrico realizado com os 196 registros recuperados sobre "pastilha
de freio" possibilitou a identificação de 482 descritores, cuja distribuição de freqüências é
apresentada na FIGURA 4. De acordo com a distribuição de freqüências e mantendo um certo
grau de arbitrariedade, pôde-se separar os descritores em três zonas de informação:
- Informação Trivial: contendo descritores de alta frequência;
- Informação Útil: contendo descritores de freqüência média;
- Informação Dispersiva ou Ruído Estatístico: contendo descritores de frequência muito
baixa e que representam ou as informações não pertinentes ao assunto ou as informações de
caráter inovador.
90
80
informação
trivial
70
Freqüência
60
11
50
informação útil
40
30
ruído
20
amianto
vibração
10
ruído
2
476
457
438
419
400
381
362
343
324
305
286
267
248
229
210
191
172
153
134
96
115
77
58
39
20
1
0
Descritores
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FIGURA 4: Lei de Zipf aplicada aos descritores dos 196 registros do assunto "pastilha de
freio".
FIGURE 4: Zipf's Law applied to descriptors of the subject "brake lining pads".
Observa-se que os descritores "amianto", "ruído" e "vibração", representantes dos
temas escolhidos para estudo, estão dentro da região de informação útil. Isso indica que esse
temas já possuem certa maturidade dentro do desenvolvimento de pastilhas de freios e
representam focos importantes de pesquisa. Já presença dos descritores "freios" e
"revestimento para freios" logo no início da região de informação trivial comprova que as
registros recuperados são pertinentes ao assunto "pastilha de freio".
Na TABELA 4 são mostrados os descritores de maior freqüência. Pode-se verificar
que tem sido dada atenção à seleção e à substituição dos materiais de fricção utilizados em
pastilhas de freio, como indicam as elevadas freqüências desses descritores. Também é
evidenciada a importância dos temas escolhidos para estudo nesse trabalho.
TABELA 4: Descritores mais freqüentes nos registros sobre materiais de fricção para freios.
TABLE 4: The most frequent descriptors about brake friction materials.
No
Descritores
Freqüência
1 freios (brakes)
81
2 revestimento de freio (brake lining)
69
3 fricção (friction)
62
4 materiais compósitos (composite materials)
39
5 propriedades mecânicas (mechanical properties)
38
6 seleção de materiais (materials selection)
37
7 usos finais - aplicações (end uses)
31
8 substituição de materiais (materials substitution)
29
9 discos de freios (brake disks)
26
10 materiais de fricção (friction materials)
25
11 patentes (patent)
24
12 desgaste (wear)
20
13 artigo científico (journal article)
18
14 desgaste de materiais (wear of materials)
18
15 revestimento (lining)
17
16 modelos matemáticos (mathematical models)
17
17 resinas fenólicas (phenolic resins)
16
18 ferro fundido (cast iron)
15
19 automóveis (automobiles)
13
20 compósitos carbono-carbono (carbon-carbon
13
composites)
21 freios para impedir movimento (brakes (for arresting
12
motion))
22 tribologia (tribology)
12
23 resistência ao desgaste (wear resistance)
11
24 aço (steel)
10
25 compósitos com fibras (fiber composites)
10
26 desgaste friccional (frictional wear)
10
27 ruído (noise, acoustic)
10
28 fricção durante deslizamento (sliding friction)
10
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29 amianto (asbestos)
30 componentes de aviões (aircraft components)
31 componentes de automóveis (automotive
components)
32 embreagens (clutches)
33 método do elemento finito (finite element method)
34 compósitos com partículas (particulate composites)
35 rotores (rotors)
36 vibração (vibration)
37 taxa de desgaste (wear rate)
38 efeitos da composição (composition effects)
9
9
9
9
8
8
8
8
8
7
A partir dos descritores contidos na região de informação útil, com freqüências entre 3
e 11, foram construídos grupos fechados de descritores que, dentro dessa faixa de freqüências,
relacionam-se somente entre si. Um desses grupos é apresentado na TABELA 5. Esse grupo
de descritores mostra que os temas "técnicas matemáticas", "simulação computacional" e
"método dos elementos finitos" são ligados ao ruído e à vibração e têm sido focalizados em
pesquisas.
TABELA 5: Grupo de descritores que se associam formando um grupo fechado.
TABLE 5: Closed descriptors group associated with the theme "noise and vibration of brake
systems"
o
N
Descritores
Freqüência
1 ruído (noise, acoustic)
10
2 vibração (vibration)
8
3 método dos elementos finitos (finite element method)
8
4 simulação computacional (computer simulation)
7
5 técnicas matemáticas (mathematical techniques)
6
6 efeitos da pressão (pressure effects)
5
7 equipamentos e partes de automóveis (automobile parts and
5
equipment)
8 tensões (stresses)
4
9 vibração de máquinas (machine vibration)
4
10 dinamômetros (dynamometers)
4
11 redução de ruído (noise abatement)
3
12 análise (analysis)
3
A TABELA 6 apresenta as principais empresas e instituições de pesquisa e a
TABELA 7 apresenta os principais pesquisadores, todos ligados ao produto pastilha defreio.
Na TABELA 6 são destacados as únicas empresa e universidade brasileiras a publicarem
sobre o assunto, de acordo com as fontes de informação consultadas.
TABELA 6: Principais empresas e instituições de pesquisa que publicaram sobre "pastilha de
freio".
TABLE 6: Main companies and research centers which published about brake lining pads.
No Empresas/Instituições de Pesquisa
Freqüências
Total
Em coautoria
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1
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4
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7
8
9
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14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
48
90
allied-signal
nissin
university of belgrade
du pont
ferodo
akebono brake industry
daimler-benz
general motors
hindustan aeronautics
honda
military technical college of egypt
aircraft braking systems
e.t.s. de ingenieros de bilbao
mintex don ltd
mitsubishi aluminium
railway technical research institute
sncf
textar
toyota
tribo-diagnostics corp
universitat karlsruhe
university of cape town
university of tokyo
abex
fras-le
universidade federal do rio grande
do sul
- outras 69 empresas ou instituições de
pesquisa
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11
5
5
4
4
3
3
3
3
3
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2
2
2
2
2
2
2
2
2
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2
1
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1
0
0
0
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0
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0
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0
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0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
1
-
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TABELA 7: Principais pesquisadores que publicaram sobre "pastilha de freio".
TABLE 7: Main researchers who published about brake lining pads.
No
Autores
Freqüências
Total
Em co-autoria
1
rhee, s k
12
12
2
jacko, m g
11
11
3
tsang, p h s
11
11
4
anderson, a e
4
1
5
inoue, m
4
3
6
kato, t
4
4
7
todorovic, j
4
4
outros 9
3
outros 53
2
outros 210
1
Com os dados apresentados nas TABELAS 5 e 6 foi possível estabelecer conexões
entre empresas e os temas ligados ao ruído e à vibração, apresentadas na TABELA 8.
TABELA 8: Pares formados entre empresas e descritores da TABELA 5.
TABLE 8: Couples formed between companies and the TABLE 5 descriptors.
Pares Empresa x Descritor
Freqüência dos
Pares
allied-signal x noise, acoustic
2
allied-signal x vibration
2
e.t.s. de ingenieros de bilbao x computer
2
simulation
e.t.s. de ingenieros de bilbao x machine
2
vibration
general motors x finite element method
2
general motors x mathematical techniques
2
military technical college of egypt x
3
vibration
A partir dos pesquisadores identificados, foram construídos grupos de pesquisadores
que mantém relacionamento forte entre si. A TABELA 9 apresenta o principal desses grupos
de pesquisadores. Os índices de correlação calculados para os pares formados entre esses
pesquisadores, iguais ou próximos de 1, indicam que eles publicam quase que exclusivamente
juntos. A TABELA 10 apresenta a única empresa com quem o principal grupo de
pesquisadores identificado mantém ligação. O comportamento dos relacionamentos
apresentados por esse grupo é também válido para os demais, indicando que os grupos de
pesquisadores são fortemente ligados a uma empresa e que a interação entre grupos
praticamente não existe. Como decorrência de um estudo desta natureza, a partir da
identificação desses pesquisadores, empresas e instituições de pesquisa e dos relacionamentos
existentes entre eles, é possível, por exemplo, o estabelecimento de um programa de
monitoramento de suas publicações, sejam elas artigos científicos ou patentes, por meio de
consultas periódicas a bases de dados eletrônicas.
TABELA 9: Principal grupo de pesquisadores sobre "pastilha de freio".
TABLE 9: Researchers main group about brake lining pads.
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Par de
Pesquisadores
jacko, m g - rhee, s k
jacko, m g - tsang, p
hs
rhee, s k - tsang, p h s
Índice de
Correlação
0,957
1
Freqüência do
Par
11
11
0,957
11
TABELA 10: Relacionamento entre o principal grupo de autores e uma empresa.
TABLE 10: Relationship between the authors main group and one company.
Par Empresa-Autor
Índice de
Freqüência do
Correlação
Par
allied-signal x rhee, s
0,862
10
k
allied-signal x jacko,
0,807
9
mg
allied-signal x tsang, p
0,807
9
hs
•
Aspectos relevantes sobre a eliminação do amianto dos materiais de fricção para freios
As TABELA 11 e 12 apresentam, respectivamente, os materiais de fricção sem
amianto para pastilhas de freio e suas matérias-primas, mencionados nos registros
consultados.
TABELA 11: Materiais de fricção para pastilha de freio sem amianto.
TABLE 11: Friction materials for brake lining pads without asbestos.
No
Materiais
Freqüência
1 material orgânico
5
2 semi-metálico
3
3 resina epoxi reforçada com aramida
1
4 resina fenólica reforçada com aramida
1
5 resina fenólica modificada reforçada com fibra de
1
carbono
6 resina fenol-formaldeídica reforçada com fibra de
1
carbono
7 resina epoxi reforçada com carbono
1
8 resina fenólica reforçada com carbono
1
9 compósito carbono-carbono
1
10 resina fenólica modificada reforçada com fibra de vidro
1
11 resina fenol-formaldeídica reforçada com fibra de vidro
1
12 resina epoxi reforçada com vidro
1
13 resina fenólica reforçada com vidro
1
14 resina fenólica modificada reforçada com fibra mineral
1
15 resina fenol-formaldeídica reforçada com fibra mineral
1
16 resina fenólica modificada reforçada com fibra de fosfato
1
17 resina fenol-formaldeídica reforçada com fibra de fosfato
1
18 resina fenólica modificada reforçada com fibra
1
"wollastokup"
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19 resina fenol-formaldeídica reforçada com fibra
"wollastokup"
20 resina fenólica modificada reforçada com fibra de
wollastonita
21 resina fenol-formaldeídica reforçada com fibra de
wollastonita
1
1
1
TABELA 12: Matérias-primas utilizadas na fabricação de materiais de fricção para freios sem
amianto.
TABLE 12: Raw materials used in the production of friction materials for brakes without
asbestos.
No
Matéria-Prima
Freqüência
1 fibra de aramida (aramid fiber)
11
2 fibra de carbono (carbon fiber)
6
3 fibra de vidro(glass fiber)
5
4 lã de aço (steel wool)
3
5 resina fenol-formaldeídica (phenol-formaldehyde resin)
2
6 resina fenólica(phenolic resin)
2
7 fibra de silicato de alumínio (aluminum silicate fiber)
1
8 fibra de basalto (bazalt fiber)
1
9 resina fenólica modificada (cashew-modified phenolic resin)
1
10 pó de cobre (copper powder)
1
11 resina epoxi (epoxy resin)
1
12 fibra de silicato de magnésio hidratado (hydrated magnesium
1
silicate fiber)
13 lã mineral(mineral cotton wool)
1
14 fibra mineral(mineral fiber)
1
15 polímero pcnsl (pcnsl polymer)
1
16 fenilona (phenilone)
1
17 fibra de fosfato (phosphate fiber)
1
18 fibra de poliacrilonitrila (polyacrylonitrile fiber)
1
19 fibra de titanato de potássio (potassium titanate fiber)
1
20 fibra sintética de silicato (synthetic silicate fiber)
1
21 fibra "wollastokup" (wollastokup fiber)
1
22 fibra de wollastonita (wollastonite fiber)
1
É mostrado através da TABELA 12, que a fibra de aramida é a matéria-prima que
aparece com mais freqüência nos registros pesquisados. A aramida é uma das fibras que têm
sido mais pesquisadas, ao lado das fibras de carbono e de vidro, para substituir o amianto na
composição desses materiais.
A análise das TABELAS 11 e 12 indica que a eliminação do amianto tem sido
buscada principalmente através da sua substituição por outras fibras, mantendo como matriz
um material similar aos já utilizados. Compósitos de matriz metálica e os compósitos de
carbono reforçado com fibras de carbono também aparecem como possíveis substitutos para
os materiais que contém amianto.
•
Aspectos relevantes da seleção e substituição de materiais para redução de "ruídos e
vibrações do sistema de freio"
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Os materiais e matérias-primas relacionados ao tema "ruídos e vibrações do sistema de
freio", identificados a partir dos registros consultados, são apresentados nas TABELAS 13 e
14. O pequeno número de materiais e matérias-primas identificados indica que, em relação a
esse tema, há uma preocupação maior com outros aspectos do que com os materiais em si.
Esse fato é reforçado pela TABELA 5 que apresenta os principais temas de pesquisa
relacionados aos ruídos e vibrações no sistema de freios. Não há qualquer menção a materiais
nessa tabela.
TABELA 13.: Materiais de fricção para pastilha de freio relacionados à redução de ruídos e
vibrações.
TABLE 13: Friction Materials for brake lining pads related to noises and vibrations
reduction.
No
Material
Freqüência
1 sintered material
2
2 carbon composite
1
3 carbon graphite material
1
4 iron
1
5 semimetallic
1
6 steel
1
7 synthetic
1
TABELA 14: Matérias-primas utilizadas em materiais de fricção visando redução de ruídos e
vibrações
TABLE 14: Raw materials used in the friction materials aiming at noises and vibrations
reduction.
No
Matéria-Prima
Freqüência
1 graphite
3
2 cashew nut resin
1
3 copper base alloys
1
4 iron
1
5 molibdenum
1
6 steel fibers
1
A partir da TABELA 5 pode-se ressaltar como principais focos de desenvolvimento
relacionados a ruídos e vibrações no sistema de freios: a) Técnicas de Monitoramento; b)
Máquinas para estudo da vibração; c) Modelos Matemáticos; d) Simulação computacional e
e) Amortecedores de vibração.
CONCLUSÃO
Os resultados permitem estabelecer conclusões sobre o produto pastilha de freio e o
procedimento adotado.
Conclusões sobre o produto pastilha de freio
•
A partir da Classificação Internacional de Patentes foi possível visualizar os aspectos
mecânicos e de controle da ação dos sistemas de freios e identificar o grupo C08J005/0014 como o principal para materiais de pastilhas de freios.
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N°2 - April 1998
•
•
•
Foi verificado que eliminar o amianto dos materiais de fricção e reduzir ruídos e vibrações
do sistema de freios são preocupações importantes para a indústria de freios.
A eliminação do amianto do material de fricção tem sido buscada principalmente através
da sua substituição por outras fibras, tais como fibra de aramida, de vidro ou de carbono,
mantendo um material orgânico similar como matriz.
Foi verificada a existência de um grupo fechado contendo os descritores ruído, vibração,
técnicas matemáticas, simulação computacional, método dos elementos finitos,
dinamômetros e máquinas de vibração o que caracteriza uma associação estreita entre estas
áreas de estudo. Esta constatação também leva a crer que os materiais não são, no
momento, uma preocupação fundamental para a solução dos problemas de ruído e
vibração, já que nenhum material foi incluído nesse grupo.
Conclusões sobre o procedimento utilizado
•
•
•
•
Foi possível desenvolver um procedimento de busca, recuperação, tratamento, análise e
disponibilização da informação, utilizável no processo de seleção e substituição de
materiais.
A Classificação Internacional de Patentes mostrou-se útil para a contextualização do
assunto, proporcionando a visualização de vários aspectos do sistema de freio, como
tecnologias e produtos relacionados, e a inserção do produto pastilha de freio nesse
sistema.
Este procedimento permite a identificação de conhecimentos úteis e sua atualização
periódica a respeito dos materiais disponíveis para a fabricação de pastilhas de freio
automotivo e outros aspectos tecnológicos ligados ao produto focalizado.
O procedimento também pode ser aplicável para o apoio à seleção ou substituição de
materiais em outros produtos, principalmente quando são escassos os conhecimentos
disponíveis sobre os novos materiais e as inovações tecnológicas associadas.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
(1) ASHBY, M.F. Materials selection in conceptual design. Materials Science and
Technology, v.5, p.517-525, jun.1989.
(2) FARIA, L.I.L. Informação tecnológica e seleção de materiais: estudo de caso sobre
pastilha de freio automotivo. São Carlos : Gráfica da UFSCar, 1997, p.191
Dissertação (Mestrado) - Departamento de Engenharia de Materiais/UFSCar, 1997.
(3) EDWARDS, K.L. Towards more effective decision support in materials and design
engineering. Materials & Design, v.15, n.5, 1994.
(4) GREGOLIN, J.A.R. Desenvolvimento de ligas Fe-C-Cr-(Nb) resistentes ao desgaste.
Campinas : Universidade Estadual de Campinas, 1990, p.228 Tese (Doutorado) Faculdade de Engenharia de Campinas/UNICAMP, 1990.
(5) SANTOS, R.N.M.; VARGAS, L.; QUONIAM, L. & GREGOLIN, J.A.R. Informação
científica e tecnológica: estratégia de exploração da informação para a tomada de
decisão. Ciência da Informação, v.23, n.2, p.190-196, maio/ago.1994.
(6) SANTOS, R.N.M. Rationalisation de l'usage de la classification internationale des
brevets par l'analyse fonctionnelle, pour repondre a la demande de
l'information industrielle. Marselha : Université de Droit, d'Economie et des
Sciences d'Aix-Marseille, 1995. p.310 Tese (Doutorado) - Faculté des Sciences et
Techniques de Saint Jérôme, 1995.
N°2 - April 1998
Page 41
(7) CANDORET, J.P. et al. La bibliométrie: un outil de veille technologique pour
l'entreprise. CETIM-Informations, n.116, p.89-95, 1990.
(8) COURT, A.W.; CULLEY, S.J. A survey of information access and storage among
engineering designers. Materials & Design, v.14, n.5, p.275-278, 1993.
(9) DOU, H. Maîtriser la prolifération de l'information grâce à la bibliometrie. Technologies
Internationales, n.9, p.42-44, nov.1994
(10) ROSTAING, H. Veille technologique et bibliométrie: concepts, outils, applications.
Marselha : Université de Droit et des Sciences d'Aix-Marseille, 1993, p.353.
Tese(Doutorado) Faculté des Sciences et Techniques de Saint Jérôme, 1993.
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Informação Tecnológica e Seleção de Materiais

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